臭氧测定的方法(3)

一、碘量法（气体）1.原理概要：臭氧（O3）是一种强氧化剂，与碘化钾（KI）水溶液反应可游离出碘，在取样结束并对溶液酸化后，用0.1000mol/L硫代硫酸钠（Na2S2O3）标准溶液并以淀粉溶液为指示剂对游离碘进滴定，根据硫代硫酸钠标准溶液的消耗量计算出臭氧量。其反应式为：O32KIH2O=O2I22KOH  (1)I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6 　(2)2.试剂2.1碘化钾(KI)溶液(20%)：溶解200g碘化钾(分析纯)于1000mL煮沸后冷却的蒸馏水中，用棕色瓶保存于冰箱中，至少储存一天后再用。此溶液1.00mL含0.20g碘化钾。2.2(15)硫酸(H2SO4)溶液：量取浓硫酸(p=1.84；分析纯)溶于5倍体积的蒸馏水中。2.3C(Na2S2O3·5H2O)=0.1000mol/L硫代硫酸钠标准溶液：使用分析天平准确称取24.817g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O；分析纯)用新煮沸冷却的蒸馏水定溶于1000mL的容量瓶中。或称取25g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O；分析纯)溶于1000mL新煮沸冷却的蒸馏水中，此溶液硫代硫酸钠浓度约为0.1mol/L。再加入0.2g碳酸钠(Na2S2CO3)或5mL三氯甲烷(CHCL3)；标定，调整浓度到0.1000mol/L，贮于棕色瓶中，储存的时间过长时，使用前需要重新标定（标定方法见后面）。2.4淀粉溶液：称取1g可溶性淀粉，用冷水调成悬浮浆，然后加入约80mL煮沸水中，边加边搅拌，稀释到100mL；煮沸几分钟后放置沉淀过夜，取上清液使用，如需较长时间保存可加入1.25g水杨酸或0.4g氯化锌。3试验仪器、设备及对其要求3.1三角洗瓶（吸收瓶）500mL。3.2滴定管50mL，宜用精密滴定管。3.3湿式气体流量计容量5L。3.4量筒20mL500mL各一只。3.5刻度吸管（吸量管）10mL。3.6容量瓶1000mL。3.7聚乙烯或聚氯乙烯软管，用于输送含臭氧的气体。不可使用橡胶管。4实验程序及方法：量取20mL的碘化钾溶液(2.1)，倒入500mL的吸收瓶中，再加入350mL蒸馏水，待臭氧发生器运行稳定后于臭氧化气体出口处取样，先通入吸收瓶(3.1)对臭氧进行吸收后再通过湿式气体流量计(3.3)对气体计量，气体通过量为2000mL（时间控制在4min左右），停止取样后立即加入5mL(15)硫酸溶液(2.2)(使pH值降至2.0以下)并摇匀，静置5min。用0.1000mol/L的硫代硫酸钠标准深液(2.3)滴定，待溶液呈浅黄色时加入淀粉溶液(2.4)几滴(约1mL)，继续小心迅速的滴定的颜色消失为止。记录硫代硫酸钠标准溶液用量。5臭氧浓度的计算Co3=ANa×B×2400/Vo(mg/L)(3)式中：Co3——臭氧浓度，mg/L；ANa——硫代硫酸钠标准溶液用量，mL；B——硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L；Vo——臭氧化气体取样体积，mL；臭氧浓度大于等于3mg/L时，此测试结果的精密度在±1%以内。附1.硫代硫酸钠标准溶液的标定1试剂1.1碘化钾（KI），分析纯。1.2C(1/6K2Cr2O7)=0.1000mol/L重铬酸钾标准溶液：使用分析天平准确称取于105～110℃烘干2h，并在硅胶干燥器中冷却30min以上的重铬酸钾4.9032g，定溶于1000mL容量瓶中摇匀。2试验仪器、设备及对其要求2.1碘量瓶250mL；2.2称液管10.00mL；3方法、步骤：称取1g碘化钾(1.1)置于250mL碘量瓶(2.1)内，并加入100mL蒸馏水，用移液管(2.2)移入10.00mL，0.1000mol/L重铬酸钾标准溶液(1.2)，加入5mL(15)硫酸溶液(2.2)，静置5min。用待标定的硫代硫酸钠标准溶液(2.3)滴定，待溶液变成淡黄色后，加入约1mL淀粉溶液(2.4)，继续滴定至恰使蓝色消退为止，记录用量。硫代硫酸钠标准溶液的浓度为：N1=N2V2/V1(mol/L)(A1)式中N1——硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L；N2——重铬酸钾标准溶液浓度，0.1000mol/L；V1——硫代硫酸钠溶液消耗量，mL；V2——取用重铬酸钾标准溶液的体积，mL；附2.湿式气体流量计使用方法采用LMF防腐型，不锈钢材质，可测量腐蚀性气体。1．将湿式气体流量摆放在工作台上，调整地角螺钉使水准器水泡位于中心，并在使用中要长期保持。2．打开水位控制器密封螺帽，拉出内部的毛线绳。3．在温度计或压力计的插孔内，向仪表内注入蒸馏水，待蒸馏水从水位控制器孔内流出时即停止注入蒸馏水，当多余的蒸馏水从水位控制器孔内顺着毛线绳流干净（很久流出一滴时即为流干净）时，在将毛线绳收入水位控制器密封螺帽内，并且拧紧密封螺帽。 4．装好温度计和压力计（每一小格10Pa）按进出气方向连接好气路，并且密封。5．开启气阀，即可进行气体测量。二、臭氧的测定 紫外光度法1、根据文献《靛蓝二磺酸钠法臭氧浓度曲线的比较》查的测定方法如下：测定方法紫外臭氧浓度分析仪的校对 接通电源，打开仪器主电源开关，至少预热2h。校对方法参照国标紫外光度法。用紫外臭氧浓度分析仪测定臭氧发生器的臭氧含量 将臭氧发生器连接上三通阀，三通阀两个出口分别接上两个流量计A和B，流量计A与紫外臭氧浓度分析仪相连.流量计B接过滤器并通室外。打开电源，调节并记录流量计A读数，记录紫外臭氧浓度分析仪读数。2、根据《中华人民共和国国家环境保护标准 臭氧的测定紫外光度法》本标准适用于测定环境空气中臭氧的浓度范围是0.003mg/m3~2mg/m3三、靛蓝法（一）根据文献得出一种测定水中臭氧的方法《靛蓝二磺酸钠（IDS）测定分光光度法测定水中臭氧》1，原理蓝色的靛蓝二磺酸钠（IDS）水流液可与臭氧定量反应生成无色的靛红磺酸钠，根据溶液褪色程度定量测定臭氧。2，实验部分2.1，主要仪器与试剂2.1.1，DFWG-15（鑫哥，这个没查出来）2.1.2，TU-1800型分光光度计。2cm比色皿2.1.3，空气采样器，流量范围：0-1.0L/min。2.1.4，气体洗涤瓶（50ml,100ml）为防止标准洗涤瓶玻璃烧结料使臭氧受到损失，取去玻璃扩散器，而把导管接在一个拉成1mm的尖嘴上，伸至鼓泡器底大约5mm的地方。2.1.5，气泡吸收管：100ml,50ml2.1.6，IDS标准储备液，移取0.25gIDS溶于水，定容至250ml，用溴酸钾间接滴定法标定出该溶液相当于臭氧的质量浓度（标定方法略），为储备液。2.1.7,磷酸盐缓冲溶液C（NaH2PO4-Na2HPO4）=0.05mol/L，移取6.8g磷酸二氢钠和7.1g磷酸氢二钠，溶于水，稀释至1000ml。2.1.8，IDS吸收液：取25mlIDS储备液，用磷酸盐缓冲溶液稀释至1L，此溶液可在室温下稳定一个月。2.1.9，IDS标准工作液，将IDS储备液用磷酸盐缓冲液稀释成每ml相当于1.0μg臭氧的溶液。该溶液室温下可放置的两周。2.2，样品制备将臭氧发生器调至工作压力为0.005Mpa，工作电压为13kv，空气流量为0.2X101.3kPam3/h，这样从氧化塔流出的水即为含臭氧的水溶液。若需水中臭氧含量高，可适当调低空气流量；反之，若需水中臭氧含量低，则可适当调高空气流量。2.3，样品采集于气泡吸收管理中加入一定量（V1）的IDS吸收液，再串联一个盛有一定量（V2）新制备的臭氧水溶液的气体洗涤瓶，将大气采样器与气泡吸收管相连，以0.3-0.5L/min的流量采集样品3-4min，如果水中臭氧很过高，可采用减少样品量或增加IDS吸收液体积的方法，使采样得以完全。该样品室温下至少可稳定一周。2.4，分析步骤2.4.1，标准曲线的制：分别取IDS标准工作液10.0，8.0，6.0，4.0，2.0，0ml，分别以磷酸盐缓冲溶液定容至10.0ml，相当于臭氧含量为每ml0，0.2，0.4,0.6，0.8，1.0，μg，用2cm的比色皿在610nm处，以蒸馏水为参比测定吸光度。以臭氧含量为横坐标，以各标准管吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。2.4.2，样品测定，将采得的样品按2.4.1测其吸光度，同时用与样品溶液同一批配制的IDS吸收液作空白，测吸光度。2.4.3，结果表示式中：C—水中臭氧浓度，mg/LA—样品溶液的吸光度A0—空白吸收液吸光度b—标准曲线的斜率a—标准曲线的截距v1—吸收液体积（ml）v2—水样体积（ml）（二）根据《中华人民共和国国家环境保护标准 臭氧的测定靛蓝二磺酸钠分光光度法》可知此方法适用于臭氧气体的测定综上，碘量法检测属于手工操作,因此测量的精度与操作者经验、操作过程、所需的化学物质及实验仪器设备有关,且不适宜连续在线测量的场合.碘量法主要用于不含其他氧化剂的清水中臭氧浓度的测量,测量范围一般为0.5~20mg/L,适合于实验检测和工艺过程检测。臭氧紫外检测(分析)仪具有完备的气体处理、光电转换、数据计算、分析记录等功能,常用于大型水处理场合的在线检测和大气环境监测.在水处理应用中,选择波长为254nm的紫外光和适当的紫外光光程,能够在较大范围内精确测量臭氧浓度.由于特定波长紫外分光光度法对臭氧的吸收具有选择性,因此该方法几乎不受水中其他氧化剂的干扰.但其灵敏度不及碘量法,主要原因是测样中溶解的有机物和无机物会像臭氧一样吸收同一或相近波长的紫外光;为克服因臭氧易分解而使标准液难以准确定量的不足,可采用改进的紫外分光光度法.改进的紫外分光光度法用含有碘化钾的硼酸溶液[8]置换出碘,并用置换出的碘作为与之相当量的臭氧标准,由此计算出臭氧浓度。碘量法与紫外分光光度法不同,一般为手工操作,不适合在线实时测量;碘量法、紫外分光光度法只适合于澄清水的检测.在应用场合方面,碘量法适合实验和工艺过程的检测;紫外分光光度法常用于大型水处理场所和大气环境监测;电位法和电量法适用于工业水处理场合,尤其是对自动化要求较高的场合。